天然场音频大地电磁法在垭口隧道勘察中的应用

2017-06-26梁斯琪孙凡涛邱林

报刊荟萃（上） 2017年3期

关键词：隧道

梁斯琪+孙凡涛+邱林

摘要：利用音频大地电磁法（AMT）的带地形二维非线性共轭梯度（NLCG）反演结果，查明了垭口隧道（D2K547+200～D2K549+800）段附近岩性、断层破碎带及岩溶位置，为隧道设计提供了基础资料。经钻孔及地质资料验证，AMT勘探到达了预期的效果。

关键词：AMT；隧道；电阻率异常；围岩分级；断层破碎带；岩溶发育区

随着铁路建设中长达深埋隧道的情况越来越多，传统物探方法的局限性逐渐暴露。天然源音频大地电磁法（AMT）与传统物探方法相比，具有受地形影响小、勘探深度大、成本较低等优点，适用于复杂地形的铁道勘探。

改建铁路成昆线米易至攀枝花段垭口隧道D2K540+200～D2K552+710段地质条件复杂，因此采用AMT法进行物探，查明断层破碎带宽度及产状、软弱带及富水带的埋深和规模以及主要地层岩性界线，重点判释隧道洞身高程范围内的资料，为隧道设计提供基础资料。

1背景介绍

隧道进口位于米易县丙谷镇雷窝村附近，出口位于米易县垭口镇白沙沟附近，全长12510m，最大埋深約890m，线路呈北东-南西走向；地形起伏较大，地面高程1130～2060m，相对高差50～930m，自然坡度5～35o不等，局部呈陡崖。测区地处扬子准台地西缘康滇地轴中段，跨泸定-米易台拱之米易穹断束，构造复杂，褶皱不发育，断层局部发育。

2方法技术

音频大地电磁法（AMT）原理基于大地电磁测深法（MT）原理，利用视电阻率-频率曲线获取地下电阻率分布情况，从而区分岩性及构造体，识别地下地质体的空间分布和性质。据资料统计，本区各类岩性地质体之间存在一定的电性差异，具备开展AMT测量的基础。

本次测量工作采用V8大地电磁仪，收发距为12000m，发射偶极距1500m，接收偶极距40m，点距40m，工作频率1Hz-8192Hz，发射电流在高频段不小于3A，中低频段不小于16A。

采用MTSoft 2D大地电磁二维处理和解释软件进行处理解释。对原始数据采用时间序列的交叠、人工选择时间序列、Robust处理等多种方法技术进行预处理，突出有用信号，抑制干扰，提高资料的信噪比。预处理后，对数据进行去噪、静校正、空间滤波等处理，然后进行一维及二维反演。

3成果及解释

依据NLCG二维反演得到电性剖面图（图1上），并根据电阻率值将低阻异常大致分为Ⅱ（大于2500Ω.m）、Ⅲ（1000～2500Ω.m）、Ⅳ（200～1000Ω.m）和Ⅴ（小于200Ω.m）四类，分别对应较完整岩体，较破碎岩体，破碎、软弱或含水岩体和极破碎、极软弱或富水岩体。由此绘制出综合物探电学地质断面成果图（见图1下）。在此基础上对隧道测线剖面的地质构造和岩性作出综合解释。

测区地表表层风化程度较弱，在电性上对应电性结构中低阻特征。下层岩性分段明显：D2K547+200～D2K548+110段主要岩性为花岗岩夹闪长岩，岩体完整，电阻率高；D2K548+110～+990段为花岗闪长岩，岩体破碎、软弱、富水，电阻率低；D2K549+110～D2K549+800段主要岩性为角岩及片岩，岩体较为完整，电阻率较高。

D2K548+990～D2K549+110段电阻率表现出相对低或极低的特征，为条带状反映，并且附近反演电阻率梯度值大，对应断层破碎带，推断此处为断层F4、F5（见图1下）。F4对应地质推断的昔格达1号正断层；F5对应地质推断的昔格达2号正断层，位置大致相同。

隧道洞身（图1红线位置）围岩大部分位于Ⅱ～Ⅳ区域。其中的Ⅴ类异常区为极软弱、极破碎或富水岩体，施工中应注意预防涌水、突泥和塌方。